元認知理論在高中物理教學中的應用

杭周強

【摘? 要】元認知反映了認知的策略，對學習有指導價值。在高中物理學習中，學生不僅要建立起基本的物理知識體系，還要學會學習物理的基本方法。本文從分析元認知理論的概念和特點出發，探討了元認知理論在高中物理教學中的應用。

【關鍵詞】高中物理;元認知理論;教學應用

中圖分類號：G633.7? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：0493-2099（2021）29-0096-02

Application of Metacognition Theory in Physics Teaching in Senior High school

（Guanlin Middle School， Yixing City， Jiangsu Province，China） HANG Zhouqiang

【Abstract】Metacognition reflects cognitive strategies and has guiding value for learning. In high school physics learning， students must not only establish a basic physics knowledge system， but also learn the basic methods of learning physics. Starting from the analysis of the concept and characteristics of metacognitive theory， this article discusses the application of metacognitive theory in senior high school physics teaching.

【Keywords】Senior high school physics; Metacognitive theory; Teaching application

一、元認知理論及其特點

（一）元認知理論

美國心理學家弗拉維爾提出了元認知理論，元認知反映了學習的策略和方法。學習是一項包含大量技巧的人類活動，如果學生能夠認識到學習活動的本質，并且根據需要及時監控學習過程和調整學習方法，會使學習效果更好。因此，元認知理論對學習者而言具有極其重要的實用價值。如果學習者能夠清晰地認識元認知理論，并在學習實踐中應用元認知理論，則能夠使自己的學習更為高效。

（二）元認知理論的特點

元認知理論具有三大特點：（1）元認知中的知識特點。學習者在學習中主要面對的是各種知識。如果知識太難，學習者將難以掌握;如果知識太易，學習者又得不到發展。在元認知理論中，學習者應該選擇難度適中的知識來學習。（2）元認知中的體驗特點。學習者在學習中會產生各種不同的心理狀態，比如激動、高興、失望、困惑等。這些心理狀態包括了積極的和消極的兩個部分。元認知理論認為學習者應該保持積極的學習心理狀態，以獲取較好的學習體驗。（3）元認知中的監控特點。學習者在學習中如果能夠有效監控自己的學習狀態，有助于調節學習策略，獲得較好的學習效果。在平時的學習中，學習者根本就意識不到對學習監控的價值，因而他們也得不到調整學習策略的機會。元認知要求學習者對學習進行有效監控。

二、高中物理中的元認知理論應用

（一）元認知理論在基礎知識學習中的應用

基礎知識是構建學科知識體系的大廈，起到基礎鋪墊的作用，高中物理中的基礎知識組成較為復雜，而且內容較多，需要安排大量課時。只有抓實基礎知識教學，才可以進一步發展學生的物理素養，因此，每位高中物理教師都十分重視基礎知識的教學。教和學是統一的整體，兩方面缺一不可，在實際教學中高中物理教師重視教，而常常忽視學。在元認知理論指導下的高中物理教學中，教師必須重視學生的學，可以通過幫助學生安排學習方法、學習步驟、學習目標等來實現高效率的學。比如，在《牛頓第三定律》教學中，教師首先花費五分鐘時間來幫助學生制定學習計劃。教師提出幾個包含學習目標的問題：（1）你如何去辨別相互作用力？（2）牛頓第三定律是如何建立起來的，它的核心內容包括什么？（3）如何區分相互作用力和平衡力？接著，教師要求學生自己安排一次自主學習。學生自主學習的方法主要是閱讀課本，以及和其他學生展開討論。由于有了明確的學習目標，學生在心中制定了詳細的學習計劃，他們仔細地分析著課本中的每一句話，從中尋找有用的答案。接著，他們和其他同學一起討論，尋找生活中的實例來證明自己所得到的結論。學生討論過后還不肯罷休，他們用手邊的橡皮筋、橡皮、鉛筆等做了實驗。在學生基本上完成自主學習后，教師再要求學生說一說他們自主學習的收獲。在教學的最后階段，教師提出一個問題讓學生思考，問題為：“人在地面上行走，在這個問題中能夠哪些那些平衡力和相互作用力？”這個問題具有一定的綜合性，可以檢查學生是否真正掌握了本節知識。在學生回答完這個問題后，教師對學生學習上存在的問題進行點評，并要求學生在課外繼續學習，完善自己的知識體系結構。在本次教學中，教師充分發揮了元認知理論中自我體驗和自我監控因素，提升了學生的學習效果。

（二）元認知理論在實驗中的應用

學生在實驗中可以最大限度地發揮主動性。在以往的實驗教學中，教師往往會事無巨細地包辦，以為這種教學效果比較好，實驗教學方法完全在教師的控制下進行，學生對自己的認知過程缺乏監控和調節。針對這個問題，教師可以使用元認知理論來指導實驗教學，幫助學生監控他們的實驗過程，并適時地調節他們的實驗學習。教師可以預先幫助學生制定實驗計劃，再在實驗過程中提出引導問題，通過這些教學手段來幫助學生監控和調節實驗學習。比如，在《測定電池電動勢和內阻》實驗教學中，教師可以關注學生對實驗學習的認知，引導學生制定實驗計劃，監控實驗過程。首先，教師提出問題：“聯系我們前面所學的知識，想一想可以采取什么樣的方法來測定電池的電動勢和內阻？”學生通過回顧和思考，提出了一些方法。教師和學生一起討論，去偽存真，最終一致商定采用測量路端電壓和干路電流的方式來計算電池的電動勢和內阻。在明晰了實驗原理后，教師提供器材，讓學生自主選擇需要用到的器材，再提出幾個問題，以引導學生關注認知過程，問題為：（1）應該如何選擇實驗器材？（2）在實驗中應該注意哪些實驗細節問題？（3）應該采取什么方法來處理實驗數據？在學生回答問題后，教師再讓學生實驗，要求學生將實驗過程中遇到的各種問題記錄下來，以提醒他們監考自己的實驗學習。在本次實驗教學中，教師采用了各種手段讓學生來注意到實驗學習的過程，而不僅僅是知識和技能本身。學生在這種環境下，遇到問題時會主動思考解決方法，還會不斷地調整自己的實驗策略，盡量使自己從實驗中獲取更多的知識。

（三）元認知理論在復習中的應用

復習是一個查漏補缺、提升能力的過程，極具價值。在通常的情況下，高中物理教學中的復習主要是教師通過復習課的方式來開展。復習課是在教師主導下的復習教學，教師通過全面的講解來復習知識點，并采用具有一定綜合性的題目來訓練學生的物理能力。在元認知理論下的復習教學中，教師應該采用有效的教學方法，來引導學生凸顯出他們在知識體系上存在的缺陷，并使他們根據自身的需要展開針對性的復習。比如，在《靜電場》這一章教學結束后，教師要求學生對本章展開反思，并提出問題：“這一章的學習已經結束了，你們有哪些收獲？在哪些方面還存在不足？請你們將自己的思考寫在紙上。”學生通過反思，將自己學到的各種公式、規律等寫在紙上，并將學習上存在的薄弱點寫在紙上，這個過程讓學生了解到了他們在本章學習上存在的不足。在復習教學中，教師將學生在本章學習上存在的普遍問題使用課件展示出來，讓學生關注到問題，教師適當地點評這些問題，以強化學生對這些薄弱知識點的認識。在本章復習結束后，教師提示學生要經常進行復習，而不能僅僅依靠固定的復習課復習。在本次復習教學中，教師通過引導讓學生認識到了自己在學習中存在的缺陷，幫助學生展開了針對性的復習。由于學生認識到了自己在總體學習中的問題，因此他們會制定一定的計劃，并且按照計劃開展復習。在復習中，學生能夠監控到自己的復習情況，并適當調整，以提升復習狀態。

元認知理論在高中物理教學中有重要的應用。教師可以通過有效的教學策略來幫助學生建立起對學習的認知，從而使他們學會學習。元認知技能的掌握可以實現學生的終生學習、終生發展。在教學中，高中物理教師應利用元認知理論，指導高中物理教學，幫助學生夯實物理學基礎知識，提高學生動手做物理實驗的能力，從而提高學生的物理核心素養。

參考文獻：

[1]郭常勇.元認知理論在教學改革中的應用研究[J].中學物理教學參考，2015（06）.

（責任編輯? 范娛艷）